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在大规模新型能源接入以及新型电力电子设备广泛使用的情况下,电网包含的非线性元件日益增多,电力系统将呈现出越来越强的非线性特性,这给系统的安全稳定运行带来了极大的挑战。同时,基于传统的经典控制理论设计的线性控制器仅针对系统某一特定运行点,无法明确考虑系统的非线性影响。当系统发生大扰动时,电网运行点在大范围内频繁变化,传统的线性控制器可能无法适应,从而影响系统的安全稳定运行。因此,有必要采用非线性控制理论,设计适应性更强的控制器,以满足电网发展的需要,保证电力系统的安全、可靠、经济运行。目前,电力系统非线性控制器方面的研究已经取得了一定的成果。电力系统非线性控制器不断发展的同时,也带来了新的研究课题：非线性控制器安装位置不同以及控制器参数不同时,对电力系统运行性能究竟会产生何种程度的影响?为此,本文研究了电力系统中非线性控制器的布点及参数优化问题。本文的主要研究内容和成果有：1.提出了非线性控制器布点及参数优化的基本思路。以机端电压非线性励磁控制器为例,首先,基于逆系统理论设计发电机的非线性励磁控制器,并对包含非线性励磁控制器的发电机复合模型进行了模型简化；其次,根据非线性励磁控制器的控制目标选取优化布点的评价指标,建立相应的布点模型；最后,选取适当的方法进行模型求解。2.针对单个非线性励磁控制器布点,研究了非线性励磁控制器位置及其参数优化的问题。运用小干扰稳定分析方法推导了含非线性励磁控制器的多机系统的线性化模型,建立了以提高系统阻尼为目标的优化模型,并对该模型进行了算例的求解和仿真来验证所本文提出的优化方法的有效性。3.针对非线性励磁控制器与其他电力系统元件联合布点,研究了非线性励磁控制器与其他元件安装位置和参数优化的问题。以非线性励磁控制器与SVC联合布点为例,建立了以提高系统阻尼同时降低有功损耗为目标的混合整数多目标优化模型,并运用粒子群算法进行算例求解。最后通过仿真验证了所提出的联合布点方法的有效性,不仅能够有效地抑制系统振荡,而且在一定程度上降低系统的有功损耗。